Устройство для измерения приращения сопротивления

 

ОП КСАН ИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Саветскнк

Соцнвлкстнческнк

Республик (и) 993136 (6i ) Дополнительное к авт. свнд-ву (54)И. Кл. (22) Заявлено 10, 07. 81 (21) 3315145/18-21 с прнсоеднненнем заявки №вЂ”

01 к 17/10

Геаударстаеаый камвтат (23) Приоритет—

СССР вв лавам взевретевкв н аткрыткк

Опубликовано 30. 01,83. Бюллетень № 4

Дата опублнковання опнсання 30.01.83 (53) >ВК 621. 31 (088.8) .=- Й .

Н.И.Ветошкин, В.Т.Мильченко, А.Н.Кузовков:: и.В.А.Миклуш (72) Авторы изобретения

Центральное конструкторское бюро Государственного комитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды (7)) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИРАЩЕНИЯ

СОПРОТИВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения приращения сопротивления, пропорционального изменению, например, температуры окружающей среды или гидростатического дав- 5 ления.

Известно устройство для измерения приращения сопротивления, содержащее мостовую схему, ключи, буферный уси1о литель, последовательно соединенные интегратор, усилитель-ограничитель, датчик калиброванных интервалов времени и измеритель временных интервалов (1)

Недостатком устройства является значительная:зависимость результатов измерений от дрейфанулей буферного усилителя и интегратора, так как амплитуды разнополярных импульсов питания 2о измерительного моста не равны друг другу по абсолютной величйне.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

2 устройство для измерения приращения сопротивления, содержащее резистивный мост, подключенный к входу усилителя разбаланса,последовательно соединенные интегратор и усилитель-ограничитель,. выход которого подключен к датчику калиброванных интервалов времени, соединенному с измерителем временных интервалов и двумя ключами, и источник тока, изменяющий свою полярность, причем один его выход соединен с вершиной диагонали питания моста, к которой подключен исследуемый резистор, а другой выход через один из ключей соединен с другой вершиной диагонали питания моста и через другой ключ - с вершиной измерительной диагонали резистивного моста, соединенной с постоянными резисторами моста, при этом выход усилителя. разбаланса непосредственно соединен со входом интегратора, а выход усилителя-ограничителя соединен с угравляющим входом источника тока (2 ) .

993136

Однако известное устройство также характеризуется неравенством амплитуд разнополярных импульсов тока питания моста иэ-за разброса параметров, временной и температурной нестабильности элементов источника тока и наличием переходных процессов в линии связи исследуемого сопротивления в моменты изменения направления тока. Укаэанные недостатки снижают точность измерения.10

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения приращения сопротивления, содержащее. резис-1> тивный мост, последовательно соединенные буферный усилитель, интегратор . и усилитель-ограничитель, прямой выход которого подключен к входу датчика калиброванных интервалов вре- 26 мени, первый выход которого соединен с входом измерителя временных интер. валов и первым входом первого ключа, а второй выход датчика калиброванных интервалов времени соединен с первым входом второго ключа, второй вход первого ключа соединен с вершиной диагонали питания моста и источником напряжения постоянного тока, введены четыре дополнительных ключа, инфор- 30 мационные входы первого и второго дополнительных ключей соединены с выходом первого ключа и через второй. ключ - с вершиной йзмерительной диагонали резистивного моста, соединенной с -постоянными резисторами моста, информационные входы третьего и четвертого дополнительных ключей соединены с противоположной вершиной измерительной диагонали моста, выходы ао первого и третьего дополнительных ключей подключены к инвертирующему входу буферного усилителя, к неинвертирующему входу которого подключены выходы второго и четвертого дополни- 4 тельных ключей, причем прямой выход усилителя-ограничителя соединен с управляющими входами второго и третьего дополнительных ключей, а его инверсный .выход соединен с управляющими .входами первого и четвертого дополнительных ключей.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы напряжений, поясняющие его ра- >5 боту.

Устройство содержит резистивный мост, состоящий иэ измеряемого резистора 1 и постоянных резисторов 2-4 ключи 5-10, буферный усилитель 11, интегратор 12, усилитель-ограничитель

13, датчик 14 калиброванных интервалов времени и измеритель 15 временных интервалов, источник 16 напряжений постоянного тока.

Кроме того, обозначены (фиг.2) напряжение,а питания мостовой измерительной схемы; напряжение а, снимаемое с первой вершины измерительной диагоналй моста; напряжение а, сниИ маемое с вершины измерительной диагонали моста, к которой подключен измеряемый резистор; сигнал б, снимаемый с объединенных выходов ключей 5 и 6; сигнал в, снимаемый с выходов дополнительных ключей 7 и 9; сигнал г, снимаемый с выходов дополнительных ключей 8 и 10; сигнал д на выходе буферного усилителя 11; сигнал е на выходе интегратора 12; сигнал ж на прямом выходе усилителя-ограничителя 13; сигнал з на управляющем входе ключа 5; сигнал и на управляющем входе ключа 6.

Устройство работает следующим об,; разом.

На диагональ питания моста с источника 16 подается напряжение 0 постоянного тока. В первый момент времени датчик 14 калиброванных интервалов времени открывает ключ 5 на время Тк (фиг.2з), ключи 7 и 10 открыты, Ключи 7-9. закрыты. Через ключи 5 и 7, 10 сигналы моста поступают на инвертирующий и неинвертирующий входы усилитег1я 11 (фиг.26, в, г соответственно). На выходе интегратора !2 в течение времени Тк формируется линейноизменяющееся напряжение (фиг.2е) .

По истечении калиброванного интервала времени Т1 по командам датчика 14 ключ 5 запирается, а ключ 6 открывается, в результате чего на инвертирующий вход буферного усилителя 11 через ключи 6 и 7 подается напряжение литания моста (фиг.26, в), на его неинвертирующем входе сигнал остается без изменения. В момент Тх1 когда напряжение на выходе интегратора 12 достигает нуля (фиг.2е) измеритель 15 временных интервалов фиксирует временной интервал первого цикла Т„1, а усилитель-ограничитель 13 меняет полярность сигналов на своих прямом и инверсном выходах, в результате чего ключи 7 и 10 запираются, а клю чи 8 и 9 открываются ° Одновременно

5 -" 9 З1 датчик 14 калиброванных интервалов времени вновь запирает ключ 6 и открывает ключ 5 (фиг;.2з).

Таким образом, по сравнению с первым моментом времени происходит переброс точек подключения инвертируащего и неинвертирующего входов буферного усилителя 11. После этого все процессы повторяются, но сигналы на выходе буферного усилителя;11 в результате ком-te мутации меняют полярность (фиг. 2д), Цифровой измеритель 15 временных интервалов суммирует два цикла интегрирования и измеряет временной .интервал Тх. . . . . ss fi - gj + Тхт

Тх = где к - сойротивление постоянных -резисторов;

К+ай - сопротивление переменного ре- 2в зистора;

Тх2 - временной интервал 2-ro цикла.

По сравнению--c.-прототипом в устройстве повышается точность измерения эа счет исключения неравенства .ампли->> туд токов питания моста, а также сни,,жают требования к стабильности источника питания моста-.

Формула изобретения

35 Источники информации, принятые во внимание.при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 531086, кл. 6 01 R 17/10.

2; Авторское свидетельство CCCP

4в М 611167, кл. С 01 и 17/10.

Устройство для измерения прираще.ния сопротивления, содержащее ре-вистивный иост, последовательно со" единенные буферный усилитель,- -..-интегратор и. усилитель-ограничитель, прямой выход которого подключен к входу датчика:калиброванных интервалов времени, первый выход которого

36 6 соединен с -входом измерителя временных интервалов и первым входом первого ключа, а второй выход датчика калиб= рованных интервалов времени соединен с первым входом второго ключа, второй вход первого ключа соединен с вершиной диагонали питания моста и источником напряжения постоянного тока,, отличающееся- тем, что, с целью повышения точйости измерения, в него введены четыре дополнительных ключа, информационные входы первого и второго дополнительных ключей соединены с выходом первого ключа и через второй ключ - с вераиноЩ-измерительной диагонали резистивного моста, соединенной с постоянными резисторами моста, информационные входы третьего и четвертого дополнительных ключей соединены с противоположной вершиной измерительной диагонали моста, выходы первого и третьего допол" нительных ключей подключены к инвертирующему входу буферного усилителя, к неинвертирующему входу которог о подключены выходы второго и четвертого дополнительных. ключей, причем прямой выход усилителя-ограничителя соединен с управляющими входами второго и третьего дополнительных ключей, а инверсный выход усилителя-ограничителя соединен с управляющими входами первого и четвертого дополнительных ключей.